exercise/salmiakk.tex

   1 % category: green
   2 \section{Hvordan smaker salmiakk}
   3 Tidsbruk: 20 minutter\\
   4 \newline
   5 Alle har en eller flere ganger spist lakris eller salte sukkertøy.
   6 Det vi egentlig hiver i oss er salmiakk. Dette er ammoniumklorid
   7 (NH$_{4}$Cl) som vi stapper i oss, en forening mellom to svært
   8 farlige stoffer som tilsammen blir ufarlige. Vi skal i denne øvelsen
   9 blande i lag ammoniakk og saltsyre og smake på produktet.
  10
  11 \subsubsection{Framgangsmåte}
  12 \begin{figure}[h]
  13 \centering
  14 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/salmiakk/salmiakk}
  15 \caption{Oppsett for å lage salmiakk} \label{salmi1}
  16 \end{figure}
  17 \begin{enumerate}
  18     \item Pass på at den store settkolben og termometeret er rene.
  19     \item Ta de tomme gassvaskeflaskene og plaser dem i kjelen.
  20     Stabiliser dem med sand eller papir, slik at flaskene ikke kan
  21     velte.
  22     \item Fyll opp flaskene med henholdsvis konsentrert saltsyre, HCl og
  23     konsentrert \am.
  24     \item Plasser settkolben med termometeret slik at det kan leses av, mellom de to
  25     gassvaskeflaskene og før slangene der gassen skal komme ut ned i
  26     settkolben.
  27     \item Etter ca. 30 sekunder kan du ta opp termometeret og lese av
  28     temperaturen. Smak på de lyse krystallene som har festet seg til
  29     termometeret. Hva smaker det?
  30     \item Fyll opp settkolben med 100 ml vann og rist på kolben.
  31     Undersøk med et pH-papir hvilken pH løsningen har.
  32 \end{enumerate}
  33 \subsubsection{\emph{Variasjon 1}}
  34 \addcontentsline{toc}{subsection}{\numberline{}Variasjon 1} I stedet
  35 for gassvaskeflasker kan man bruke sprutflasker der pipen som går
  36 ned i flasken gjøres kortere slik at den ikke går helt ned i væsken.
  37 Den gassen som dannes ovenfor saltsyren og/eller ammoniakken pumpes
  38 da ut når man trykker på flasken. Vær forsiktig med å forveksle
  39 flaskene. Merk dem godt!\\
  40
  41 \subsubsection{\emph{Variasjon 2}}
  42 \addcontentsline{toc}{subsection}{\numberline{}Variasjon 2} Man kan
  43 også få salmiakk ved å nøytralisere saltsyren med fortynnet
  44 ammoniakkløsning - den såkalte Rigmor-måten. Salmiakken eller saltet
  45 kommer da til å felle ut, om den nøytrale løsningen får dampe
  46 inn.\\
  47 \newline
  48 Ha  75ml saltsyre i det ene begerglasset, og 75 ml
  49 ammoniumshyderoksid i det andre. Merk glassene slik at vi husker hva
  50 de inneholder. Sett en dråpeteller i hvert av de to begerglassen.\\
  51 Slå 50 ml ammoniakk (NH$_{3}$), og 50 ml saltsyre (HCl) i det
  52 største begerglasset. Dersom du er helt nøyaktig nå, skal like deler
  53 ammoniakk (som er en base),  og saltsyre, (som er en syre), gi en
  54 nøytral løsning. Kontroller ved hjelp av et pH papir (f.eks
  55 rødkålpapir).\\
  56 Når blandingen er nøytral, kan du koke den til alt vannet er
  57 borte.\\
  58 Skrap løst det hvite stoffet og bland det med 0,5g lakrispulver og 1
  59 teskje melis.\\
  60 Fylles på passende emballasje.
  61 \subsubsection{Teori}
  62 Salmiakken (ammoniumklorid) dannes i en eksoterm kjemisk reaksjon.
  63 Surt og basisk $"$forstyrrer$"$ hverandre. Reaksjonen mellom syren
  64 og basen kalles en nøytralisasjon. Nøytralisasjoner er ofte
  65 eksoterme. I eksperimentet reagerer saltsyregass med amoniakkgassen.
  66 Temperaturen stiger, noe som viser at temperaturen stiger.\\
  67 Reaksjonen kan skrives som følger:
  68 \begin{equation}\label{ammoniumklorid}
  69 HCl (g) + NH_{3} (g) \Leftrightarrow NH_{4}Cl (s) + energi
  70 \end{equation}
  71 Når energien står til høyre for reaksjonspila er reaksjonen
  72 eksoterm\footnote{Energi frigis under reaksjonen}. Salmiakken som
  73 dannes er i fast form ved romtemperatur. Derfor dannes det en røyk
  74 av salmiakkpartikler. I blandt kan man se at dørene/veggene på
  75 kjemikalieskap er fullstendig hvite. Det bruker å komme av at man
  76 har ved en feiltakelse oppbevart ammoniakk og saltsyre i samme
  77 skap.\\
  78 Salmiakken løser seg i vann i en endoterm reaksjon. Når salmiakk
  79 løser seg i vann dannes det ikke noen ny forbindelse, men det kreves
  80 energi for å skille ionene fra hverandre. Selv om det avgis energi
  81 når ionene binder til seg vann i løsningen, er ikke denne energien
  82 like stor. Det kreves derfor en nettoenergi for å løse opp
  83 salmiakken. Reaskjonen er derfor endoterm.
  84
  85 \begin{equation}\label{amopp}
  86 NH_{4}Cl (s) + energi \Longrightarrow NH_{4}^{+} (aq) + Cl^{-} (aq)
  87 \end{equation}
  88 Energien står på venstre siden av pilen. Reaksjonen er derfor
  89 endoterm\footnote{Krever energi}. Ser man på hvert enkelt
  90 reaksjonstrinn, skjer følgende:
  91 \begin{enumerate}
  92     \item Ionebindingene bryte - dette krever energi.
  93     \item Ionene binder vann til seg - energi avgis.
  94 \end{enumerate}
  95
  96 \subsubsection{Forsiktig}
  97 Konsentrert saltsyre og konsentrert \am er sterkt etsende. Bruk
  98 beskyttelses briller når du benytter disse stoffene. Lukten er i
  99 tillegg svært sterk. Eksperimentet utføres best i et avtreksskap.\\
 100 Om ulykken skulle være ute og du får syre eller ammoniakk på huden,
 101 skyll med rikelige mengder vann. Oppstår svie eller sår - kontakt
 102 lege.\\
 103 Løsninger som blir til overs etter forsøket kan skylles ned avløpet
 104 sammen med mye vann.
 105
 106 \subsubsection{Utstyr og kjemikalier}
 107 \begin{table}[h]\begin{tabular}{ll}
 108 2 gassvaskeflasker med pumper& 1 rundsettkolbe (eller erlenmeyerkolbe)\\
 109 Glassbeger (100 ml)  & sand\\
 110  termometer& pH-papir \\
 111  Kjele med høy kant& beskyttelses briller \\
 112  Konsentrert saltsyre&  Konsentrert ammoniakk \\
 113 \end{tabular}
 114 \caption{Kjemikalier og utstyr til forsøket - Hvordan smaker
 115 salmiakk?}
 116 \end{table}